JPH02101108A - 誘導加熱装置およびそれを使用する取鍋精錬方法 - Google Patents
誘導加熱装置およびそれを使用する取鍋精錬方法Info
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- JPH02101108A JPH02101108A JP25323488A JP25323488A JPH02101108A JP H02101108 A JPH02101108 A JP H02101108A JP 25323488 A JP25323488 A JP 25323488A JP 25323488 A JP25323488 A JP 25323488A JP H02101108 A JPH02101108 A JP H02101108A
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Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、金属とくに鋼を溶解または精錬のため誘導加
熱する装置の改良に関し、この装置を使用した取鍋精錬
方法にも関する
熱する装置の改良に関し、この装置を使用した取鍋精錬
方法にも関する
特殊鋼の製造は、多くの場合アーク炉でスクラップを溶
解したものか、または高炉からの溶銑を原料にして精錬
を進めることによって行なわれている。 溶鋼を取鍋に
移注して、そこで電極加熱により温度を維持しながら精
錬の一部を行なうＬＦ法も盛んに実施されている。 Ｌ
Ｆ法における溶鋼の撹拌は、炉底に設けたポーラスプラ
グを通じてＡｒガスを吹き込んで行なう。 特殊鋼の品質に対する要求水準が高まるにつれて脱ガス
の必要が多くなり、種々の脱ガス技術が開発され、実施
されている。 簡易に脱ガスを行なうにはＡｒパージングが有用であっ
て、ＧＲＡＦ法とよばれる技術は、電極加熱による精錬
を行なったのち、炉体を傾動して羽目を溶鋼面下に浸漬
させ、そこからＡｒガスを吹き込むことによって脱ガス
を行なう。 しかし、高度の脱ガスをするには、やはり
真空処理が必要である。 真空脱ガス技術の代表はＲＨ法であって、［ＦＲＨ複合
プロセスは、特殊鋼製造のひとつの典型となっている。 このプロセスの問題点は、真空処理中に溶鋼温度が低
下するので、脱ガスに移行するときの電極加熱温度を高
くしなければならず、それでも長時間にわたる脱ガスは
困難なことである。 脱ガス中に溶鋼温度が低下するという問題に対して、Ａ
ＳＥＡ−３ＫＦ法が提案された。 これは、外皮を非磁
性のステンレス鋼でつくった取鍋を用い、ＬＦ法と同様
な電極加熱の下に精錬を行なったのち、取鍋の外側から
電磁］イルで誘導加熱しつつ、全体を真空室内に置いて
真空脱ガスを行なう技術である。 ＡＳＥＡ−８ＫＦ法は、設備が大がかりで高価なものと
なる上に、真空負荷が大きくて運転費も嵩むという弱点
がある。
解したものか、または高炉からの溶銑を原料にして精錬
を進めることによって行なわれている。 溶鋼を取鍋に
移注して、そこで電極加熱により温度を維持しながら精
錬の一部を行なうＬＦ法も盛んに実施されている。 Ｌ
Ｆ法における溶鋼の撹拌は、炉底に設けたポーラスプラ
グを通じてＡｒガスを吹き込んで行なう。 特殊鋼の品質に対する要求水準が高まるにつれて脱ガス
の必要が多くなり、種々の脱ガス技術が開発され、実施
されている。 簡易に脱ガスを行なうにはＡｒパージングが有用であっ
て、ＧＲＡＦ法とよばれる技術は、電極加熱による精錬
を行なったのち、炉体を傾動して羽目を溶鋼面下に浸漬
させ、そこからＡｒガスを吹き込むことによって脱ガス
を行なう。 しかし、高度の脱ガスをするには、やはり
真空処理が必要である。 真空脱ガス技術の代表はＲＨ法であって、［ＦＲＨ複合
プロセスは、特殊鋼製造のひとつの典型となっている。 このプロセスの問題点は、真空処理中に溶鋼温度が低
下するので、脱ガスに移行するときの電極加熱温度を高
くしなければならず、それでも長時間にわたる脱ガスは
困難なことである。 脱ガス中に溶鋼温度が低下するという問題に対して、Ａ
ＳＥＡ−３ＫＦ法が提案された。 これは、外皮を非磁
性のステンレス鋼でつくった取鍋を用い、ＬＦ法と同様
な電極加熱の下に精錬を行なったのち、取鍋の外側から
電磁］イルで誘導加熱しつつ、全体を真空室内に置いて
真空脱ガスを行なう技術である。 ＡＳＥＡ−８ＫＦ法は、設備が大がかりで高価なものと
なる上に、真空負荷が大きくて運転費も嵩むという弱点
がある。
本発明の中心となる目的は、特殊鋼の精錬とくに真空脱
ガスを伴う精錬に関し、上記した技術の現状を打破して
、加熱精錬および必要であれば真空脱ガス処理を短時間
で終了することができ、設備費、運転費とも従来より低
減できる取鍋精錬方法を提供することにある。 本発明の目的を一般化していえば、電磁誘導により金属
とくに鋼を加熱するための、改良された装置を提供する
ことにある。
ガスを伴う精錬に関し、上記した技術の現状を打破して
、加熱精錬および必要であれば真空脱ガス処理を短時間
で終了することができ、設備費、運転費とも従来より低
減できる取鍋精錬方法を提供することにある。 本発明の目的を一般化していえば、電磁誘導により金属
とくに鋼を加熱するための、改良された装置を提供する
ことにある。
本発明の一般的な目的にかなう誘導加熱装置は、第２図
にみるような、二重円筒を放射状に多数に分割し、それ
ぞれの分割端において内側と外側とを接続した構造を有
する、導電性材料でつくった中空炉殻部材（２）を多数
、第３図に示すように相互の間を電気的に絶縁して配置
することにより炉殻を形成し、第１図に示すようにこの
炉殻を底板（３）と接続し、耐火物の内張り（４）を施
してなる取鍋（１）に、誘導コイル（７）を組み合わせ
てなる。 中空炉殻部材（２）は、銅やアルミニウムの合金のよう
な、熱および電気の良導体で製作することが好ましい。 第１図において、（５）はガスを吹き込むためのポーラ
スプラグであって、溶鋼を強撹拌しようとする場合に使
用する。 （６）は、出湯のために使用するスライド
ゲートである。 第１図の態様は、単なる炉Ｍ（８Ａ＞をかぶせた大気圧
下の使用であるが、真空処理を行なう場合には、第４図
に示すように真空炉Ｍ （８Ｂ＞を組み合わせる。 こ
のとき取鍋は、同図にみるように、炉殻の外周を真空シ
ール材（２１）で気密に被覆するとともに、第５図に示
すようにスライドゲートに気密な真空覆い（６１）を設
け、取鍋（１）の上部周縁に中空リング（１１）をめぐ
らして冷却媒体を流通させることにより冷却可能にした
ものを用いる。
にみるような、二重円筒を放射状に多数に分割し、それ
ぞれの分割端において内側と外側とを接続した構造を有
する、導電性材料でつくった中空炉殻部材（２）を多数
、第３図に示すように相互の間を電気的に絶縁して配置
することにより炉殻を形成し、第１図に示すようにこの
炉殻を底板（３）と接続し、耐火物の内張り（４）を施
してなる取鍋（１）に、誘導コイル（７）を組み合わせ
てなる。 中空炉殻部材（２）は、銅やアルミニウムの合金のよう
な、熱および電気の良導体で製作することが好ましい。 第１図において、（５）はガスを吹き込むためのポーラ
スプラグであって、溶鋼を強撹拌しようとする場合に使
用する。 （６）は、出湯のために使用するスライド
ゲートである。 第１図の態様は、単なる炉Ｍ（８Ａ＞をかぶせた大気圧
下の使用であるが、真空処理を行なう場合には、第４図
に示すように真空炉Ｍ （８Ｂ＞を組み合わせる。 こ
のとき取鍋は、同図にみるように、炉殻の外周を真空シ
ール材（２１）で気密に被覆するとともに、第５図に示
すようにスライドゲートに気密な真空覆い（６１）を設
け、取鍋（１）の上部周縁に中空リング（１１）をめぐ
らして冷却媒体を流通させることにより冷却可能にした
ものを用いる。
【作 用】
この誘導加熱装置の操業を、鋼を精錬する場合に例をと
って説明ずれば、第１図にみるにうに、必要によりポー
ラスプラグ（５）からＡｒのような不活性ガスを吹き込
んで取鍋内の溶鋼（９）を撹拌しつつ、誘導コイル（７
）に高周波電流を流すことにより前記炉殻を形成する中
空炉殻部材（２）のそれぞれに誘導電流を発生させ、こ
の誘導電流によって溶Ｉｌ！（９）に第二の誘導電流を
発生させて溶鋼を加熱し、所要の精錬を行なう。 このとき、第３図に原理を示すように、誘導コイル（７
）に外側の矢印で示した方向の電流が流れると、個々の
中空炉殻部材（２）には、誘導により２本の矢印で示し
た反対方向の電流が発生し、その中空炉殻部材中の電流
の誘導により、溶鋼（９）には内側の矢印で示した電流
が流れる。 これが溶鋼を加熱するとともに、若干の撹拌作用をする
。 誘導電流による加熱は、コイルと溶鋼との間隔が大きい
と効率が低下するか、本発明のようにコイル（７）と近
接した位置に中空炉殻部ｖＪ（２）があり、それと耐火
物（４）の厚さをへだでただけで溶鋼が存在ずれば、そ
れらの間での効率の低下は比較的少なくてすむ。 その
ため、二段の誘導という間接的な加熱手法を用いても、
金体の効率は高く得られる。 具体的には、」イルへの
人力に対するエネルギー効率か一段の誘導加熱において
は８５％内外であるのに対し、本発明によるときも６０
％台を維持することが容易である。 誘導加熱を行なう場合、炉殻材料として非磁性体たとえ
ばステンレス鋼を用いることによって、誘導コイルから
の磁力線が溶鋼に達し、加熱はできる。 しかし、炉殻
にも誘導電流が流れてそれ自体の温度が上昇するから、
誘導コイルに投入できるパワーをあまり大きくできず、
従って溶鋼に与えられるパワーにも限界がある。 これ
を突破しようとすると、炉殻を非電導性のもので形成し
なければならず、金属の使用は断念せざるを得ない。
この目的には、ガラス繊維やスチールウールを使用した
［カリダス（Ｃａｌｉｄｕｓ） Ｄンポジットシエル」
とよばれる材料があるが、強度の面で頼りにならないか
ら、実用できる炉の容量はごく小さいものに限られてい
る。 本発明では炉殻材料として金属を使用するから、
このような制約はない。 真空処理の場合、第４図に示した中空リング（１１）内
に冷却媒体を通してこれを冷却することにより、取鍋（
１）と真空！（８Ａ）との真空シールが確実に行なえる
。 これが、真空すべき空間の容積か小さいこととあい
まって、低い真空負荷の下でも、高真空度の達成による
高度の脱ガスを可能にする。 ［発明の効果］ 本発明の誘導加熱装置は、任意の容量の取鍋を強度の不
安なく製造でき、そのエネルギー効率を比較的高く得る
ことができる。 真空処理も容易であって、高い真空度
を低い負荷で、短時間に達成できる。 この装置を使用した取鍋精錬方法は、真空脱ガスを含め
て処理に要する時間が従来より短縮され、それに伴って
消費エネルギーも資材の損耗も低減できる。 いま、はぼ同じ品質の特殊鋼を製造する場合について、
従来技術の代表であるＡＳＦＡ−３ＫＦ法と本発明とを
比較すると、まず設備の面では、本発明は電極設備を要
しないことと真空容量指数が０．２に止まることから、
コスト指数０．６（ＡＳＥＡ−３ＫＦ法を１として）と
大幅に有利になる。 操業上は、処理に要する時間が、
チャージあたり９０分間→４０分間と半分以下に短縮で
きることと、電極が不要であり、耐火物の損耗が少なく
なることから、コスト指数は０．５と、さらに改善され
る。
って説明ずれば、第１図にみるにうに、必要によりポー
ラスプラグ（５）からＡｒのような不活性ガスを吹き込
んで取鍋内の溶鋼（９）を撹拌しつつ、誘導コイル（７
）に高周波電流を流すことにより前記炉殻を形成する中
空炉殻部材（２）のそれぞれに誘導電流を発生させ、こ
の誘導電流によって溶Ｉｌ！（９）に第二の誘導電流を
発生させて溶鋼を加熱し、所要の精錬を行なう。 このとき、第３図に原理を示すように、誘導コイル（７
）に外側の矢印で示した方向の電流が流れると、個々の
中空炉殻部材（２）には、誘導により２本の矢印で示し
た反対方向の電流が発生し、その中空炉殻部材中の電流
の誘導により、溶鋼（９）には内側の矢印で示した電流
が流れる。 これが溶鋼を加熱するとともに、若干の撹拌作用をする
。 誘導電流による加熱は、コイルと溶鋼との間隔が大きい
と効率が低下するか、本発明のようにコイル（７）と近
接した位置に中空炉殻部ｖＪ（２）があり、それと耐火
物（４）の厚さをへだでただけで溶鋼が存在ずれば、そ
れらの間での効率の低下は比較的少なくてすむ。 その
ため、二段の誘導という間接的な加熱手法を用いても、
金体の効率は高く得られる。 具体的には、」イルへの
人力に対するエネルギー効率か一段の誘導加熱において
は８５％内外であるのに対し、本発明によるときも６０
％台を維持することが容易である。 誘導加熱を行なう場合、炉殻材料として非磁性体たとえ
ばステンレス鋼を用いることによって、誘導コイルから
の磁力線が溶鋼に達し、加熱はできる。 しかし、炉殻
にも誘導電流が流れてそれ自体の温度が上昇するから、
誘導コイルに投入できるパワーをあまり大きくできず、
従って溶鋼に与えられるパワーにも限界がある。 これ
を突破しようとすると、炉殻を非電導性のもので形成し
なければならず、金属の使用は断念せざるを得ない。
この目的には、ガラス繊維やスチールウールを使用した
［カリダス（Ｃａｌｉｄｕｓ） Ｄンポジットシエル」
とよばれる材料があるが、強度の面で頼りにならないか
ら、実用できる炉の容量はごく小さいものに限られてい
る。 本発明では炉殻材料として金属を使用するから、
このような制約はない。 真空処理の場合、第４図に示した中空リング（１１）内
に冷却媒体を通してこれを冷却することにより、取鍋（
１）と真空！（８Ａ）との真空シールが確実に行なえる
。 これが、真空すべき空間の容積か小さいこととあい
まって、低い真空負荷の下でも、高真空度の達成による
高度の脱ガスを可能にする。 ［発明の効果］ 本発明の誘導加熱装置は、任意の容量の取鍋を強度の不
安なく製造でき、そのエネルギー効率を比較的高く得る
ことができる。 真空処理も容易であって、高い真空度
を低い負荷で、短時間に達成できる。 この装置を使用した取鍋精錬方法は、真空脱ガスを含め
て処理に要する時間が従来より短縮され、それに伴って
消費エネルギーも資材の損耗も低減できる。 いま、はぼ同じ品質の特殊鋼を製造する場合について、
従来技術の代表であるＡＳＦＡ−３ＫＦ法と本発明とを
比較すると、まず設備の面では、本発明は電極設備を要
しないことと真空容量指数が０．２に止まることから、
コスト指数０．６（ＡＳＥＡ−３ＫＦ法を１として）と
大幅に有利になる。 操業上は、処理に要する時間が、
チャージあたり９０分間→４０分間と半分以下に短縮で
きることと、電極が不要であり、耐火物の損耗が少なく
なることから、コスト指数は０．５と、さらに改善され
る。
第１図は、本発明の誘導加熱装置を鋼の取鍋精錬に使用
する場合を説明するための、装置の縦断面図である。 第２図は、第１図の装置を構成する中空炉殻部材につい
て、一部を切欠いて構造を示した斜視図であって、矢印
は冷却水の流通をあられす。 第３図は、第１図の取鍋の横断面図である。 ただし第１図に対応するのは図の左半分であって、右半
分は、第４図および第５図に示した真空処理用の炉殻真
空シニルをそなえた取鍋の横断面図である。 第４図および第５図は、第１図の装置に真空処理用の変
更を加えた場合についての、第１図に対応する主要部の
縦断面図であって、第４図は取鍋上部と真空蓋とを、ま
た第５図は取鍋底部をそれぞれ示す。 １・・・取 鋼 ２・・・中空炉殻部材 ３・・・底 板 ４・・・耐火物内張り ５・・・ポーラスプラグ ６・・・スライドゲート ７・・・誘導コイル ８Ａ・・・炉 蓋ｊ８Ｂ・・・真空蓋 ９・・・溶 鋼 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
する場合を説明するための、装置の縦断面図である。 第２図は、第１図の装置を構成する中空炉殻部材につい
て、一部を切欠いて構造を示した斜視図であって、矢印
は冷却水の流通をあられす。 第３図は、第１図の取鍋の横断面図である。 ただし第１図に対応するのは図の左半分であって、右半
分は、第４図および第５図に示した真空処理用の炉殻真
空シニルをそなえた取鍋の横断面図である。 第４図および第５図は、第１図の装置に真空処理用の変
更を加えた場合についての、第１図に対応する主要部の
縦断面図であって、第４図は取鍋上部と真空蓋とを、ま
た第５図は取鍋底部をそれぞれ示す。 １・・・取 鋼 ２・・・中空炉殻部材 ３・・・底 板 ４・・・耐火物内張り ５・・・ポーラスプラグ ６・・・スライドゲート ７・・・誘導コイル ８Ａ・・・炉 蓋ｊ８Ｂ・・・真空蓋 ９・・・溶 鋼 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
Claims (5)
- （１）二重円筒を放射状に多数に分割し、それぞれの分
割端において内側と外側とを接続した構造を有する、導
電性材料でつくつた中空炉殻部材（２）を多数、相互の
間を電気的に絶縁して配置することにより炉殻を形成し
、この炉殻を底板（３）と接続し、耐火物の内張り（４
）を施してなる取鍋（１）に、誘導コイル（７）を組み
合わせてなる誘導加熱装置。 - （２）取鍋の底部に撹拌ガスを吹き込むためのポーラス
プラグ（５）と出湯のためのスライドゲート（６）とを
そなえた、鋼の精錬に使用する請求項１の誘導加熱装置
。 - （３）炉殻の外周を真空シール材（２１）で気密に被覆
するとともに、スライドゲートに気密な真空覆い（６１
）を設け、取鍋（１）の上部周縁に中空リング（１１）
をめぐらして冷却媒体を流通させることにより冷却可能
にした、鋼の精錬とともに真空処理を行なうための請求
項２の誘導加熱装置。 - （４）請求項２の誘導加熱装置を使用し、ポーラスプラ
グ（５）から不活性ガスを吹き込んで取鍋内の溶鋼を撹
拌しつつ、誘導コイル（７）に高周波電流を流すことに
より前記中空炉殻部材（２）のそれぞれに誘導電流を発
生させ、この誘導電流によって溶鋼（９）に第二の誘導
電流を発生させて溶鋼を加熱し、所要の精錬を行なうこ
とからなる取鍋精錬方法。 - （５）請求項３の誘導加熱装置を使用し、鋼の精錬と同
時に、または精錬に続いて、真空脱ガス処理を行なう工
程を含む請求項４の取鍋精錬方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25323488A JPH02101108A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 誘導加熱装置およびそれを使用する取鍋精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25323488A JPH02101108A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 誘導加熱装置およびそれを使用する取鍋精錬方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02101108A true JPH02101108A (ja) | 1990-04-12 |
Family
ID=17248431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25323488A Pending JPH02101108A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 誘導加熱装置およびそれを使用する取鍋精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02101108A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0486695A1 (en) * | 1990-05-31 | 1992-05-27 | Nippon Steel Corporation | Process for refining molten metal or alloy |
| KR100419798B1 (ko) * | 2001-08-31 | 2004-02-21 | (주)창성 | 고주파 유도 가열방식에 의한 턴디쉬 예열장치 |
| CN103423994A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-04 | 盐城市盛逸化纤机械有限公司 | 高频感应式真空清洁炉 |
| JP5731706B1 (ja) * | 2014-12-11 | 2015-06-10 | 榮子 山田 | 溶鋼の取鍋真空精錬装置 |
| CN104805506A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-07-29 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种基于液态金属强化换热控制坩埚热应力的方法 |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP25323488A patent/JPH02101108A/ja active Pending
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